JP2007175431A - Ultrasonograph - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体内に超音波を送受して得られる超音波信号により超音波画像を作成する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that creates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in a living body.
生体内に超音波を送信し、生体組織からの反射波を受信して生体の状態を画像として観察する超音波診断装置は、生体内の様子をリアルタイムで観察することができるために、近年では普及している。 In recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits ultrasonic waves into a living body, receives reflected waves from living tissue, and observes the state of the living body as an image can be observed in real time in real time. It is popular.
このような超音波診断装置を用いて観察を行っている際に、もし腫瘍を発見した場合には、発見した腫瘍が良性であるか悪性であるかを判断するために、超音波画像を確認しながら穿刺を行って細胞や組織を採取し、採取した細胞や組織の検査を行うことがある。 When observing using such an ultrasound diagnostic device, if a tumor is found, check the ultrasound image to determine whether the found tumor is benign or malignant. In some cases, puncture is performed to collect cells and tissues, and the collected cells and tissues are examined.
この穿刺針を用いるときに、超音波走査面に対して、穿刺針が斜めに突出したり、穿刺針が湾曲したりすることがある。すると、穿刺針の先端が腫瘍内部まで到達しているか否かを確認することができず、そのままでは正確な診断を行うことができない可能性があるために、再度穿刺しなければならない場合が生じることがあった。 When this puncture needle is used, the puncture needle may protrude obliquely with respect to the ultrasonic scanning surface, or the puncture needle may be curved. Then, it may not be possible to confirm whether or not the tip of the puncture needle has reached the inside of the tumor, and there is a possibility that accurate diagnosis cannot be performed as it is. There was a thing.
このような点に対応するために、例えば特開2005−58584号公報には、穿刺針の位置を位置センサで検出して、二次元アレイ振動子を使用し超音波を三次元走査させて得たボリュームデータから穿刺針の位置を推定し、超音波画像上に穿刺針が表示されるようにした超音波診断装置が提案されている。 In order to cope with such a point, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-58584 discloses that a position of a puncture needle is detected by a position sensor and ultrasonic waves are three-dimensionally scanned using a two-dimensional array transducer. An ultrasonic diagnostic apparatus has been proposed in which the position of the puncture needle is estimated from the volume data and the puncture needle is displayed on the ultrasonic image.
また、特開2000−185041号公報には、穿刺針に微小振動を与えて、二次元アレイ振動子を使用し超音波を三次元走査させて得たボリュームデータの中から、ドプラ信号が大きくなる位置に基づいて、穿刺針の位置を推定する超音波診断装置が提案されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-185041, a Doppler signal is increased from volume data obtained by applying a minute vibration to a puncture needle and using a two-dimensional array transducer to three-dimensionally scan an ultrasonic wave. An ultrasonic diagnostic apparatus that estimates the position of the puncture needle based on the position has been proposed.
さらに、特開2004−208859号公報には、二次元アレイ振動子を使用して超音波を三次元走査させて得たボリュームデータの中から、穿刺針からの反射波に基づく輝度情報を基に、穿刺針の走査面からのズレ量を表示する超音波診断装置が提案されている。
しかし、上記特開2005−58584号公報には、ラジオ波穿刺針やエタノール注入用中空穿刺針に位置センサを取り付けることは記載されているものの、位置センサの種類が示されておらず、検出を行う際の位置センサと穿刺針との位置関係も不明瞭となっている。 However, although the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-58584 describes that a position sensor is attached to a radiofrequency puncture needle or a hollow puncture needle for ethanol injection, the type of position sensor is not shown, and detection is not performed. The positional relationship between the position sensor and the puncture needle when performing is also unclear.
また、上記特開2000−185041号公報に記載のものでは、ドプラモードで三次元走査を行うにはフレームレートを犠牲にする必要があるために、穿刺中のリアルタイム性が低下してしまい、現実的な解決手段とはいえない。また、該公報に記載の技術では、穿刺針に微小振動を与え続けなくてはならないために、装置が複雑になってしまう。 Further, in the case of the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2000-185041, since it is necessary to sacrifice the frame rate in order to perform three-dimensional scanning in the Doppler mode, the real-time property during puncture is lowered, and the reality It cannot be said that it is an effective solution. Further, in the technique described in the publication, since the minute vibration must be continuously applied to the puncture needle, the apparatus becomes complicated.
さらに、上記特開2004−208859号公報に記載のものでは、超音波データの中には輝度値が類似した画素が多数存在するために、穿刺針のみを正確に抽出するのは現実的に困難である。また、該公報に記載の技術は、穿刺針そのものを表示するのではなく、走査面からの穿刺針のズレ量を表示するものであるために、実際の穿刺針の挿入経路を確認することができないという課題もある。 Furthermore, in the case of the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-208859, it is practically difficult to accurately extract only the puncture needle because there are many pixels having similar brightness values in the ultrasonic data. It is. In addition, the technique described in the publication does not display the puncture needle itself, but displays the amount of deviation of the puncture needle from the scanning plane, so that the actual insertion path of the puncture needle can be confirmed. There is also a problem that cannot be done.
そして、体腔内に挿入して使用する超音波内視鏡は、体外式の超音波プローブに比べて、挿入部に可撓性があり、かつ先端部を目視で確認することができないために、超音波振動子の位置や穿刺針の針先の方向を修正するのが非常に困難である。 And, since the ultrasonic endoscope used by inserting into the body cavity is more flexible than the extracorporeal ultrasonic probe, and the tip cannot be visually confirmed, It is very difficult to correct the position of the ultrasonic transducer and the direction of the needle tip of the puncture needle.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、穿刺針の挿入経路を確実に表示することが可能な超音波診断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of reliably displaying an insertion path of a puncture needle.
上記の目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、生体内において超音波を三次元的に走査するための超音波プローブと、前記超音波プローブにより得られた超音波信号に基づき超音波ボリュームデータを作成するボリュームデータ作成手段と、前記超音波ボリュームデータの中から断層面を選択する断層面選択手段と、前記走査中に前記断層面選択手段により選択された断層面を二次元超音波画像として表示する表示装置と、を具備したものである。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is based on an ultrasonic probe for three-dimensionally scanning an ultrasonic wave in a living body and an ultrasonic signal obtained by the ultrasonic probe. Volume data generating means for generating ultrasonic volume data, tomographic plane selecting means for selecting a tomographic plane from the ultrasonic volume data, and a tomographic plane selected by the tomographic plane selecting means during the scanning in two dimensions And a display device for displaying as an ultrasonic image.
本発明の超音波診断装置によれば、穿刺針の挿入経路を確実に表示することが可能となる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, it is possible to reliably display the insertion path of the puncture needle.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1から図7は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は超音波診断装置の構成を示す図、図2は超音波内視鏡の先端部の構成を拡大して示す斜視図、図3は2次元画像選択キーの操作に応じて切り出される2次元超音波画像の位置を超音波内視鏡の先端部と対比して示す図、図4は穿刺針の長軸をモニタ画面の2次元超音波画像内に描出するときの例を示す図、図5はモニタ画面の2次元超音波画像上の穿刺針の根元位置にカーソルを移動させて1点目を指定する様子を示す図、図6はモニタ画面の2次元超音波画像上の穿刺針の先端位置にカーソルを移動させて2点目を指定する様子を示す図、図7は1点目および2点目の指定により穿刺針の長軸がモニタ画面の2次元超音波画像上に表示される様子を示す図である。
[Embodiment 1]
1 to 7
図1を参照して、超音波診断装置の構成について説明する。本実施形態は、超音波プローブとして、二次元状に配列された複数個の超音波振動子を有する超音波内視鏡を用いたものとなっている。 With reference to FIG. 1, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus will be described. In this embodiment, an ultrasonic endoscope having a plurality of ultrasonic transducers arranged two-dimensionally is used as an ultrasonic probe.
この超音波診断装置は、超音波プローブたる超音波内視鏡1と、超音波観測装置2と、モニタ3と、断層面選択手段でありマニュアル選択手段たるキーボード4と、断層面選択手段でありマニュアル選択手段たるトラックボール5と、を有している。
This ultrasonic diagnostic apparatus includes an
超音波内視鏡1は、患者の体腔内に挿入され得る細長の挿入部11と、この挿入部11の後端側に連設されており術者が把持して操作するようになされた操作部12と、を有している。
The
挿入部11は、先端に設けられた硬質の先端部13と、この先端部13の後端側に連設された湾曲自在の湾曲部14と、この湾曲部14の後端から操作部12の前端に至る長尺の可撓部15と、を有している。
The
操作部12は、湾曲ノブ18と、2次元画像選択ノブ19と、を有している。湾曲ノブ18は、術者の回動操作により、湾曲部14を所望の方向に湾曲するための湾曲操作部材である。また、2次元画像選択ノブ19は、モニタ3に表示させる2次元超音波画像を選択するための断層面選択手段でありマニュアル選択手段である。この2次元画像選択ノブ19は、手動操作により時計回りと反時計回りとの2方向に回転することができるように構成されていて、操作に応じた超音波画像選択信号が超音波観測装置2の後述する演算・制御部21へ出力されるようになっている。
The operation unit 12 includes a
また、この超音波内視鏡1には、操作部12から先端部13にかけての長手方向に沿って、中空のチューブによりトンネル構造をなすように形成された処置具チャンネルたる鉗子チャンネル17が設けられている。そして、この鉗子チャンネル17は、先端部13に鉗子チャンネル口17aが、操作部12に鉗子チャンネル口17bが、それぞれ開口している。この鉗子チャンネル17には、穿刺針等の処置具を挿通することができるようになっている。
The
ここで、図2を参照して、先端部13の構成について説明する。
Here, with reference to FIG. 2, the structure of the front-end |
先端部13は、複数個の超音波振動子16を備えている。これら複数個の超音波振動子16は、より詳しくは、挿入方向に平行な振動子列とそれに垂直な振動子列とでなる二次元平面状に配列されており、2次元アレイとして構成されている。これらの超音波振動子16には、信号線16aがそれぞれ接続されていて、各信号線16aは超音波観測装置2へ接続されている。そして、超音波振動子16を駆動するためのパルス状の送信駆動信号と、超音波振動子16からのエコー信号と、がこの信号線16aを介して送受されるようになっている。このとき、後述するように各超音波振動子16を駆動することにより、特定の領域の三次元空間からのエコーを得るようになっている。
The
鉗子チャンネル17の先端部13側における鉗子チャンネル口17aは、処置具たる穿刺針9(図2参照)等が超音波走査範囲内に突出するように、挿入軸に対して所定の角度をなす中心軸を有する開口となるように構成されている。
The
なお、図示は省略するが、先端部13には、体腔内へ照明光を照射するための照明窓と、照明された被検体を観察するための光学的なレンズを備えた観察窓と、が設けられている。
Although illustration is omitted, the
図1の説明に戻って、超音波観測装置2は、断層面選択手段たる演算・制御部21と、超音波送信部22と、超音波受信部23と、ボリュームデータ作成手段たる超音波画像作成部24と、断層面選択手段たる表示制御部25と、を有している。
Returning to the description of FIG. 1, the ultrasonic observation apparatus 2 includes an arithmetic /
演算・制御部21は、上述した超音波送信部22、超音波画像作成部24、表示制御部25を含むこの超音波観測装置2内の各部の動作を制御する制御手段であるとともに、必要な演算等を行う演算手段である。
The calculation /
超音波送信部22は、超音波振動子16を駆動するための上述したようなパルス状の送信駆動信号を送信するものである。
The
超音波受信部23は、超音波振動子16からの上述したようなエコー信号を受信するものである。
The
超音波画像作成部24は、超音波受信部23により受信したエコー信号に基づいて、3次元の超音波画像データでなる超音波ボリュームデータ(以下、3Dデータという)を作成するものである。
The ultrasonic
表示制御部25は、演算・制御部21の制御に基づき、超音波画像作成部24が作成した3Dデータをモニタ3へ表示するように制御するとともに、該3Dデータから2次元超音波画像を切り出してモニタ3へ表示するように制御する表示制御手段である。
The
この超音波観測装置2には、キーボード4が接続されている。このキーボード4は、走査開始キー4aと、1点目指定キー4bと、2点目指定キー4cと、2次元画像選択キー(+)4dと、2次元画像選択キー(−)4eと、を備えている。
A
走査開始キー4aは、超音波振動子16による超音波走査を開始させるためのものである。 The scan start key 4a is for starting ultrasonic scanning by the ultrasonic transducer 16.
1点目指定キー4bは、後述するように、例えば、穿刺針9の鉗子チャンネル口17aから突出している部分の根元側を1点目として指定するためのものである。
As will be described later, the first point designation key 4b is for designating, for example, the root side of the portion protruding from the
2点目指定キー4cは、後述するように、例えば、穿刺針9の鉗子チャンネル口17aから突出している部分の先端側を2点目として指定するためのものである。
As will be described later, the second point designation key 4c is for designating, for example, the distal end side of the portion protruding from the
2次元画像選択キー(+)4dは、モニタ3に表示させる2次元超音波画像を選択するためのものである。 The two-dimensional image selection key (+) 4d is for selecting a two-dimensional ultrasonic image to be displayed on the monitor 3.
2次元画像選択キー(−)4eも、モニタ3に表示させる2次元超音波画像を選択するためのものであり、上述した2次元画像選択キー(+)4dとは逆方向の指定を行うためのものとなっている。 The two-dimensional image selection key (−) 4e is also for selecting a two-dimensional ultrasonic image to be displayed on the monitor 3, and for specifying the opposite direction to the above-described two-dimensional image selection key (+) 4d. Has become.
上述した超音波観測装置2には、さらに、トラックボール5が接続されている。このトラックボール5は、モニタ3のモニタ画面3aに表示されるカーソル33を移動するためのポインティングデバイスである(図5,図6参照)。
A trackball 5 is further connected to the ultrasonic observation apparatus 2 described above. The trackball 5 is a pointing device for moving a
そして、上述した超音波観測装置2には、モニタ3が接続されている。このモニタ3は、超音波観測装置2からの出力を表示するための表示手段(表示装置)である。 A monitor 3 is connected to the ultrasonic observation apparatus 2 described above. This monitor 3 is a display means (display device) for displaying the output from the ultrasonic observation apparatus 2.
次に、図1および図2に示したような超音波診断装置の作用について説明する。 Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus as shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
図1においては、破線が超音波に係る信号・データの流れを、太実線が最終的な表示画像に係る信号・データの流れを、実線が制御に係る信号・データの流れを、それぞれ示している。 In FIG. 1, the broken line indicates the flow of signals and data related to ultrasonic waves, the thick solid line indicates the flow of signals and data related to the final display image, and the solid line indicates the flow of signals and data related to control. Yes.
まず、超音波診断装置全体の動作の概略は、以下のようになっている。 First, the outline of the operation of the entire ultrasonic diagnostic apparatus is as follows.
キーボード4の走査開始キー4aが押下されると、超音波観測装置2内の演算・制御部21の制御に基づいて、超音波送信部22からパルス電圧状の送信駆動信号が超音波内視鏡1の先端部13の超音波振動子16へ送信される。この際に、演算・制御部21は、各送信駆動信号が各超音波振動子16に到着する時刻が異なるように、各励起信号(各送信駆動信号)に遅延をかけている。
When the scanning start key 4a of the
超音波振動子アレイを構成する複数の超音波振動子16の内の、一部かつ複数の超音波振動子16は、超音波送信部22からのパルス電圧状の励起信号を受け取って、媒体の疎密波である超音波に変換する。このときに各超音波振動子16が励起する超音波は、被検体内で重ね合わせられたときに一本の超音波ビームを形成する(この一本の超音波ビームを形成するように、演算・制御部21が各送信駆動信号に上記遅延をかけている)。こうして発生された超音波ビームは、超音波内視鏡1の外部へ照射されて、被検体内を3次元状にスキャンする。被検体内からの反射波は、超音波ビームとは逆の経路を辿って、各超音波振動子16へ戻る。各超音波振動子16は、反射波を電気的なエコー信号に変換して、励起信号とは逆の経路により超音波観測装置2内の超音波受信部23へ伝達する。
Among the plurality of ultrasonic transducers 16 constituting the ultrasonic transducer array, a part of the plurality of ultrasonic transducers 16 receives the excitation signal in the form of a pulse voltage from the
超音波受信部23は、受信したエコー信号を増幅して、超音波画像作成部24に送信する。
The
超音波画像作成部24は、演算・制御部21の制御に基づいて、増幅されたエコー信号を整相加算し、上述した3Dデータを作成する。
The ultrasonic
表示制御部25は、演算・制御部21の制御に基づいて、超音波画像作成部24が作成した3Dデータから2次元超音波画像を切り出して、モニタ3へ出力する。
Based on the control of the calculation /
すなわち、術者により、超音波内視鏡1の操作部12に設けられた2次元画像選択ノブ19、またはキーボード4に設置された2次元画像選択キー4d,4e、またはトラックボール5が操作されると、超音波観測装置2内の演算・制御部21は、表示制御部25を制御して、3Dデータから2次元超音波画像として切り出す面を指定する。従って、表示制御部25は、演算・制御部21により指定された面を3Dデータから切り出して2次元超音波画像を作成し、モニタ3へ出力する。これにより、術者は、穿刺針9が描出される断層面を表示させることができて、穿刺針9の画像を観察しながら穿刺を正確に行うことが可能となる。
That is, the operator operates the two-dimensional image selection knob 19 provided on the operation unit 12 of the
次に、2次元超音波画像として切り出す面の指定方法について説明する。 Next, a method for specifying a surface to be cut out as a two-dimensional ultrasonic image will be described.
初期状態では、演算・制御部21は、穿刺針9が曲がることなく鉗子チャンネル口17aから出口方向へ真っ直ぐに突出した場合に、穿刺針9の断層面が表示され、かつ振動子アレイ面に垂直な2次元超音波画像位置(以下、初期2次元画像位置という)を切り出すように表示制御部25を制御する。
In the initial state, the calculation /
その後、超音波内視鏡1の操作部12に設けられた2次元画像選択ノブ19が時計回りに回転操作された場合、またはキーボード4に設置された2次元画像選択キー(+)4dが押下された場合には、演算・制御部21は、挿入軸の中心線を回転軸として、初期2次元画像位置をその操作量に応じた角度だけ図3の+方向(挿入軸に沿って先端側から根本側を見たときの時計回り方向)に回転させた2次元超音波画像位置を切り出すように、表示制御部25を制御する。
Thereafter, when the two-dimensional image selection knob 19 provided on the operation unit 12 of the
一方、超音波内視鏡1の操作部12に設けられた2次元画像選択ノブ19が反時計回りに回転操作された場合、またはキーボード4に設置された2次元画像選択キー(−)4eが押下された場合には、演算・制御部21は、挿入軸の中心線を回転軸として、初期2次元画像位置をその操作量に応じた角度だけ図3の−方向(挿入軸に沿って先端側から根本側を見たときの反時計回り方向)に回転させた2次元超音波画像位置を切り出すように、表示制御部25を制御する。
On the other hand, when the two-dimensional image selection knob 19 provided in the operation unit 12 of the
また、上述したような処理を実行している最中に、任意の断層面を2次元超音波画像として表示するための以下のような処理を行うことが可能となっている。 In addition, during the execution of the above-described processing, it is possible to perform the following processing for displaying an arbitrary tomographic plane as a two-dimensional ultrasonic image.
まず、図5または図6に示すように、モニタ3のモニタ画面3aは、3Dデータ31と、2次元超音波画像32と、を並べて表示することができるようになっている。さらに、このモニタ画面3a上には、ポインタとしてのカーソル33を表示させることができるようになっている。
First, as shown in FIG. 5 or 6, the monitor screen 3 a of the monitor 3 can display the
このような構成において、術者が、所望の時点でトラックボール5を操作して、モニタ画面3a上の2次元超音波画像32上にカーソル33を表示させ、キーボード4の1点目指定キー4bを押下したものとする。すると、演算・制御部21は、2次元超音波画像32上のカーソル33で指定した位置に例えば赤色の点が表示され、かつ3Dデータ31上の対応する位置にも同様に赤色の点が表示されるように、表示制御部25を制御する。なお、このときに後述する2点目が既に指定されていた場合には、演算・制御部21は、1点目と2点目とを通りかつ振動子面に垂直となるような平面を2次元超音波画像32として切り出すように、表示制御部25を制御する。
In such a configuration, the operator operates the trackball 5 at a desired time to display the
また、1点目が指定されている状態で、術者が、トラックボール5を操作して、モニタ画面3aにおける2次元超音波画像32の外となる位置にカーソル33を移動させ、さらに、キーボード4の1点目指定キー4bを押下したものとする。すると、演算・制御部21は、1点目の指定を解除して、2次元超音波画像32上と3Dデータ31上とに表示されている赤色の点が表示されていない状態に戻るように、表示制御部25を制御する。
In the state where the first point is designated, the surgeon operates the trackball 5 to move the
同様に、上述したような処理を実行している最中に、術者が、トラックボール5を操作してモニタ画面3a上の2次元超音波画像32上にカーソル33を表示させ、キーボード4の2点目指定キー4cを押下したものとする。すると、演算・制御部21は、2次元超音波画像32上のカーソル33で指定した位置に例えば緑色の点が表示され、3Dデータ31上の対応する位置にも同様に緑色の点が表示されるように、表示制御部25を制御する。なお、このときに上述した1点目が既に指定されていた場合には、演算・制御部21は、1点目と2点目とを通りかつ振動子面に垂直となる平面を2次元超音波画像32として切り出すように、表示制御部25を制御する。
Similarly, during the execution of the processing as described above, the surgeon operates the trackball 5 to display the
また、2点目が指定されている状態で、術者が、トラックボール5を操作して、モニタ画面3aにおける2次元超音波画像32の外となる位置にカーソル33を移動させ、さらに、キーボード4の2点目指定キー4cを押下したものとする。すると、演算・制御部21は、2点目の指定を解除して、2次元超音波画像32上と3Dデータ31上とに表示されている緑色の点が表示されていない状態に戻るように、表示制御部25を制御する。
In the state where the second point is designated, the operator operates the trackball 5 to move the
このようにして2点(つまり、1点目および2点目)が指定されている状態で、超音波内視鏡1の操作部12に設けられた2次元画像選択ノブ19が回転操作された場合、またはキーボード4に設置された2次元画像選択キー4d,4eが押下された場合には、演算・制御部21は、1点目および2点目を通る直線を回転軸として、操作量に応じた角度だけ回転させた2次元超音波画像32を切り出すように、表示制御部25を制御する。
In this way, the two-dimensional image selection knob 19 provided on the operation unit 12 of the
このような2次元超音波画像を切り出して表示する作用について、図4に示すような、穿刺針9の長軸をモニタ画面3aの2次元超音波画像32内に描出するときを一例に挙げて、さらに詳しく説明する。
As an example of the action of cutting out and displaying such a two-dimensional ultrasound image, a case where the long axis of the
まず、術者が、キーボード4の走査開始キー4aを押下すると、3D(3次元)走査が開始され、モニタ画面3aには3Dデータ31の画像と、2次元超音波画像32と、が表示される。このとき、2次元超音波画像32には、上述したような初期2次元画像位置の画像が表示されている。
First, when the operator presses the scan start key 4a of the
次に、術者は、穿刺したい部位の付近まで超音波内視鏡1の先端部13を移動させた後に、穿刺針9を鉗子チャンネル17に挿通させて、穿刺針9を先端部13の鉗子チャンネル口17aから少し突出させる。
Next, the surgeon moves the
続いて、術者は、超音波内視鏡1の操作部12に設けられた2次元画像選択ノブ19、またはキーボード4に設置された2次元画像選択キー4d,4eを操作して、図5に示すような、穿刺針9の長軸が表示されるような2次元超音波画像32を表示させる。
Subsequently, the operator operates the two-dimensional image selection knob 19 provided on the operation unit 12 of the
ここで、もし穿刺針9の突出方向と超音波内視鏡1の挿入軸方向とがねじれの位置になっている場合には、穿刺針9の長軸が2次元超音波画像32上に良好には表示されない。
Here, if the protruding direction of the
このときは、2次元超音波画像32として任意の断層面を指定するための操作を行う。 At this time, an operation for designating an arbitrary tomographic plane as the two-dimensional ultrasonic image 32 is performed.
すなわち、まず、2次元画像選択ノブ19または2次元画像選択キー4d,4eを操作して、2次元超音波画像32上に穿刺針9の根元部9aを表示させる。
That is, first, the root part 9a of the
次に、トラックボール5を操作することにより、図5に示すように、モニタ画面3aにおける2次元超音波画像32上の穿刺針9の根元部9aの位置にカーソル33を表示させ、キーボード4の1点目指定キー4bを押下する。
Next, by operating the trackball 5, as shown in FIG. 5, the
続いて、2次元画像選択ノブ19または2次元画像選択キー4d,4eを操作して、図6に示すように、2次元超音波画像32上に穿刺針9の先端部9bを表示させる。
Subsequently, the two-dimensional image selection knob 19 or the two-dimensional
そして、トラックボール5を操作することにより、図6に示すように、モニタ画面3aにおける2次元超音波画像32上の穿刺針9の先端部9bの位置にカーソル33を表示させ、キーボード4の2点目指定キー4cを押下する。
Then, by operating the trackball 5, as shown in FIG. 6, the
このような操作を行うことにより、図7に示すように、穿刺針9の長軸が2次元超音波画像32上に表示される。
By performing such an operation, the long axis of the
ここで、周辺臓器との位置関係を確認したい場合や、穿刺針9が湾曲している場合には、2次元画像選択ノブ19または2次元画像選択キー4d,4eを操作して、1点目および2点目を通る直線を中心に2次元超音波画像32を回転させて、周辺臓器や穿刺針9の湾曲状況をモニタ3上に表示させることにより、確認することができる。
Here, when it is desired to confirm the positional relationship with the surrounding organs or when the
その後、2次元超音波画像32上で穿刺針9を確認しながら、さらに深く病変部まで穿刺を行う。この穿刺を行っている最中に、超音波内視鏡1の先端部13の位置が移動したり、あるいは穿刺針9の方向が変化したりした場合には、再度、上述したように2点(1点目および2点目)を指定するとともに回転角度を調整して、表示させる断層面を変更するようにしても良い。また、トラックボール5を操作して、モニタ画面3aにおける2次元超音波画像32の外となる位置にカーソル33を移動させ、さらに、キーボード4の1点目指定キー4bまたは2点目指定キー4cを押下することにより、任意の断層面の表示をキャンセルすることができる。その後、例えば2次元画像選択ノブ19を回転させて、穿刺針9の先端部9bが表示されている2次元超音波画像32を順次選択しながら、確認するようにしても良い。
Thereafter, while confirming the
また、穿刺針9が湾曲した場合には、穿刺針9の先端付近の2点を指定することにより、穿刺針9の先端が今後向かうと予測される経路を表示することができる。
In addition, when the
さらに、2次元画像選択ノブ19を回転させて、穿刺針9の先端部が表示されている2次元超音波画像32を順次選択して行くことにより、先端部13を実際の超音波断層像で常に確認することができる。
Further, the two-dimensional image selection knob 19 is rotated to sequentially select the two-dimensional ultrasonic image 32 on which the tip of the
このような実施形態1によれば、穿刺針9が鉗子チャンネル口17aから真っ直ぐに突出している場合だけでなく、穿刺針9が鉗子チャンネル口17aから斜めに突出した場合、あるいは穿刺針9自体が湾曲した場合にも、穿刺針9の先端を2次元超音波画像32上で確実に確認することが可能となる。このために、穿刺針9の先端が腫瘍内部まで到達していることを確認することができて、診断の正確性が向上する。また、穿刺針9が湾曲しても操作を継続することが可能となり、湾曲した穿刺針9を交換して再度穿刺しなければならないことが無くなって、経済性を向上しながら検査時間の短縮を図ることが可能となる。
According to the first embodiment, not only when the
また、超音波内視鏡1は、体外式プローブと異なり、通常は両手で把持するものであるために、モニタ3に表示する2次元超音波画像32の選択を操作部12にある2次元画像選択ノブ19で行うことができるようにしたことにより、術者の負担を軽減することができる。さらに、穿刺時には、一方の手で操作部12を操作し、他方の手で穿刺針9を操作するが、操作部12に2次元画像選択ノブ19を設けたことにより、補助者がいなくても、穿刺針9の先端の2次元超音波画像32を表示させることが可能となり、穿刺時の操作性が向上する。
In addition, unlike the external probe, the
そして、表示させる2次元超音波画像32をマニュアルで選択することができるようにしたために、自動で表示させる手段に比して所望の画像をより確実に表示することが可能となる。また、穿刺針がある平面以外の2次元超音波画像も表示させることにより、穿刺針の周辺臓器も確認することが可能となる。このときにはさらに、装置の構成も簡易化しかつ小型化することが可能となる利点がある。 Since the two-dimensional ultrasonic image 32 to be displayed can be manually selected, a desired image can be displayed more reliably than the means for automatically displaying. Further, by displaying a two-dimensional ultrasonic image other than the plane on which the puncture needle is present, it is possible to check the peripheral organs of the puncture needle. In this case, there is a further advantage that the configuration of the apparatus can be simplified and reduced in size.
また、本実施形態の技術は、実際の超音波画像に映っている穿刺針9からのエコーを表示するものである。従って、本実施形態の技術は、センサ等から得たデータに基づいて推定した穿刺針9の位置を超音波断層像に重畳して表示するような従来技術に比して、実際の周辺臓器との位置関係が正確であり、患部を確実に穿刺して、病変部の細胞や組織を確実に採取することができる利点がある。
Moreover, the technique of this embodiment displays the echo from the
<変形例>
なお、上述では、超音波プローブとして、複数個の超音波振動子16が二次元平面状に配列された2次元アレイを有する超音波内視鏡1を用いているが、これに限るものではない。例えば、複数個の超音波振動子16が曲面状に二次元配列された2次元アレイを有する超音波プローブを用いても構わない。具体的には、円筒状の先端部13の外周に沿って、複数の超音波振動子16を配列した構成の2次元アレイを用いる例が挙げられる。また、1次元的に配列された振動子アレイを機械的に移動することにより、3次元状にスキャンするタイプの超音波プローブを用いても良い。また、超音波プローブとしては、超音波内視鏡に限定されるものでもない。
<Modification>
In the above description, the
さらに、上述では、超音波観測装置2を外部からコントロールする手段として、キーボード4とトラックボール5とを用いたが、もちろんこれらは単なる一例であって、例えばマウスやジョイスティック等を用いて画面上のメニューを選択する手段を用いるようにしても構わない。
Further, in the above description, the
そして、上述では、2次元超音波画像32を選択した場合に、操作量に応じた角度だけ、挿入軸の中心線を中心に回転させた2次元超音波画像32が表示されるようにしているが、これに限るものでもない。超音波内視鏡1の先端部13に設けられた鉗子チャンネル口17aの中心を通る直線を回転中心として、初期2次元画像位置を回転させた2次元超音波画像32を表示するように構成しても良い。このような構成を採用することにより、穿刺針9の位置が固定されている鉗子チャンネル口17aが必ず2次元超音波画像32上に存在することになるために、穿刺針9の長軸が描出された2次元超音波画像32の選択をより容易に行うことができる利点が得られる。
In the above description, when the two-dimensional ultrasonic image 32 is selected, the two-dimensional ultrasonic image 32 rotated about the center line of the insertion axis by an angle corresponding to the operation amount is displayed. However, it is not limited to this. The two-dimensional ultrasonic image 32 is displayed by rotating the initial two-dimensional image position around a straight line passing through the center of the
加えて、上述では、2次元超音波画像32を選択する手段が、操作量に応じた角度だけ挿入軸の中心線を中心に回転させつつ2次元超音波画像32を表示する手段と、2点と回転角度とを指定することにより任意の2次元超音波画像32を表示する手段と、の2種類であった。しかし、これらに限らず、以下のような手段を採用しても良い。 In addition, in the above description, the means for selecting the two-dimensional ultrasound image 32 includes two means for displaying the two-dimensional ultrasound image 32 while rotating around the center line of the insertion axis by an angle corresponding to the operation amount. And a means for displaying an arbitrary two-dimensional ultrasonic image 32 by designating the rotation angle. However, the present invention is not limited to these, and the following means may be employed.
その1つの例は、3点を指定することにより、指定された3点を含む任意の2次元超音波画像32を選択して表示する手段である。 One example thereof is means for selecting and displaying an arbitrary two-dimensional ultrasonic image 32 including the designated three points by designating three points.
また、次の例は、超音波内視鏡1の先端部13の鉗子チャンネル口17aの開口部の中心位置を通る3本の直交する直線を回転中心として、初期2次元画像位置を回転させ、表示させる手段である。これは、つまり、鉗子チャンネル口17aの開口部の中心位置を原点とする直交座標系を設定して、各座標軸周りに初期2次元画像を回転させて表示させることができるようにしたものとなっている。この手段を採用すると、穿刺針9の突出方向がどの方向にずれた場合であっても、回転角を3個指定するだけで、穿刺針9の長軸が2次元超音波画像32上に表示されることになる。このとき、超音波内視鏡1の操作部12にノブあるいはボタン等の回転角を入力するための装置を3個設置すれば、手元の操作だけで、穿刺針9の長軸が2次元超音波画像32上に簡単に表示されるという新たな効果を奏することが可能となる。
In the following example, the initial two-dimensional image position is rotated around three orthogonal straight lines passing through the center position of the opening of the
[実施形態2]
図8および図9は本発明の実施形態2を示したものであり、図8は超音波診断装置の構成を示す図、図9は穿刺針と第1送信コイルが設けられたスタイレットとの先端部を拡大して示す図である。
[Embodiment 2]
8 and 9 show Embodiment 2 of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus, and FIG. 9 is a diagram of a puncture needle and a stylet provided with a first transmission coil. It is a figure which expands and shows a front-end | tip part.
この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。 In the second embodiment, parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted, and only differences are mainly described.
本実施形態では、図1に示す実施形態1の超音波診断装置とは以下の点が異なっている。
This embodiment is different from the ultrasonic diagnostic apparatus of
まず、図9を参照して、穿刺針9とスタイレット44との先端部について説明する。
First, with reference to FIG. 9, the front-end | tip part of the
穿刺針9は、生体に刺入され得る処置具であり、内部が中空であって、細胞等の吸引やエタノール等の注入を行うことができる構造となっている。
The
そして、この穿刺針9の中空部分には、先端が鋭敏な針として構成された処置具たるスタイレット44が挿通されている。このスタイレット44の先端部には、巻線軸方向がスタイレット44の軸方向と一致するように構成された位置検出手段であり磁気センサたる第1送信コイル41が内蔵されている。この第1送信コイル41は、図8に示すように、信号線を介して、後述する位置方位検出装置7に接続されている。
In the hollow portion of the
本実施形態の超音波診断装置は、断層面選択手段でありマニュアル選択手段たるフットスイッチ6と、位置方位検出装置7と、位置検出手段であり磁気センサたる受信コイル8と、を備えており、断層面選択手段でありマニュアル選択手段たるキーボード4Aの構成が実施形態1のキーボード4とはやや異なっている。
The ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment includes a foot switch 6 that is a tomographic plane selection means and a manual selection means, a position and
また、超音波内視鏡1の先端部13には、位置検出手段であり磁気センサたる第2送信コイル42および第3送信コイル43が内蔵されている。これらの内の第2送信コイル42は、巻線軸方向が超音波内視鏡1の挿入軸方向と一致するように配設されており、2次元アレイとして構成された超音波振動子16の平面の長手方向とも一致している。また、第3送信コイル43は、巻線軸方向が第2送信コイル42の巻線軸方向と直交し、かつ2次元アレイとして構成された超音波振動子16の平面と垂直になるように配設されている。そして、これら第2送信コイル42と第3送信コイル43とは、それぞれ信号線を介して、位置方位検出装置7に接続されている。
The
位置方位検出装置7は、上述したように、第1〜第3送信コイル41〜43とそれぞれ接続されていて、これらの第1〜第3送信コイル41〜43へコイル励起信号をそれぞれ出力するようになされた位置検出手段である。この位置方位検出装置7は、さらに、複数の受信コイル8と接続されており、これら複数の受信コイル8は、巻線軸の向きを異ならせて空間に固定されている。この位置方位検出装置7は、磁場の変化を受けて受信コイル8から発生される電流を受信し、位置・方位データを算出して、超音波観測装置の演算・制御部21へ送信するようになっている。
As described above, the position /
また、フットスイッチ6は、足等で操作するようになされたボタンである+キー6aおよび−キー6bを備えている。このフットスイッチ6は、超音波観測装置2の演算・制御部21に接続されている。
In addition, the foot switch 6 includes a + key 6a and a − key 6b which are buttons that are operated with a foot or the like. The foot switch 6 is connected to the calculation /
そして、キーボード4は、上述したような走査開始キー4a、1点目指定キー4b、2点目指定キー4c、2次元画像選択キー(+)4d、2次元画像選択キー(−)4e、を備えるとともに、さらに、自動検出キー4fを備えている。
Then, the
この超音波診断装置のその他の構成は、上述した実施形態1の超音波診断装置とほぼ同様である。 Other configurations of the ultrasonic diagnostic apparatus are substantially the same as those of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment described above.
次に、このような超音波診断装置の作用について説明する。 Next, the operation of such an ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
本実施形態の超音波診断装置の作用は、上述した実施形態1の超音波診断装置の作用と比較して、スタイレット44の作用、位置方位検出装置7の作用、演算・制御部21の3Dデータ31から2次元超音波画像32として切り出す面の指定の作用、およびフットスイッチ6の作用などが異なっている。以下では、主として異なる点についてのみ説明する。
Compared with the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus of the first embodiment described above, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment is the operation of the stylet 44, the operation of the position and
なお、図8においては、太破線が位置に係る信号・データの流れを、破線が超音波に係る信号・データの流れを、太実線が最終的な表示画像に係る信号・データの流れを、実線が制御に係る信号・データの流れを、それぞれ示している。 In FIG. 8, the thick broken line shows the signal / data flow related to the position, the broken line shows the signal / data flow related to the ultrasonic wave, and the thick solid line shows the signal / data flow related to the final display image, A solid line indicates a flow of signals and data related to control.
まず、穿刺および吸引等は、以下のようにして行う。すなわち、スタイレット44を穿刺針9から突出させた状態で、穿刺針9およびスタイレット44を一体的に患部まで穿刺する。この穿刺を行っている間は、スタイレット44が穿刺針9の中空部分に挿通されているために、患部までの穿刺経路上の組織が穿刺針9の中に入り込むのを防いでいる。その後に、穿刺針9からスタイレット44を抜いて、細胞等の吸引やエタノール等の注入を行う。
First, puncture and suction are performed as follows. That is, with the stylet 44 protruding from the
次に、送受信コイルを用いた位置方位検出装置7の作用は以下のようになっている。
Next, the operation of the position /
位置方位検出装置7は、スタイレット44の内部に設けられた第1送信コイル41と、超音波内視鏡1の先端部13に設けられた第2送信コイル42と、該先端部13に設けられた第3送信コイル43と、をそれぞれ異なる周波数で励磁する。
The position /
受信コイル8は、第1〜第3送信コイル41〜43からの交番磁場を検出して、検出した磁場を位置電気信号に変換し、位置方位検出装置7へ出力する。
The reception coil 8 detects the alternating magnetic field from the first to third transmission coils 41 to 43, converts the detected magnetic field into a position electric signal, and outputs the position electric signal to the position and
位置方位検出装置7は、受信コイル8から入力した位置電気信号を周波数毎に分解することにより、どの送信コイルの磁場を検出して得た位置電気信号であるのかを分離する。そして、位置方位検出装置7は、分離した各位置電気信号に基づいて、送信コイルの位置・方位データを算出し、算出した位置・方位データを超音波観測装置2の演算・制御部21へ出力する。
The position /
ここで、本実施形態においては、原点Oを受信コイル8上に定義して、術者が被検者を検査する実際の空間上に直交座標軸O-xyzとその正規直交基底(各軸方向の単位ベクトル)i,j,k(なお、肉太文字を用いてベクトルを表記する代わりに、通常の文字を用いている。以下においても同様である。)を固定する。 Here, in the present embodiment, the origin O is defined on the receiving coil 8, and the orthogonal coordinate axis O-xyz and its normal orthogonal base (in each axial direction) are set on the actual space in which the operator examines the subject. Unit vectors i, j, and k (instead of expressing vectors using bold characters, normal characters are used; the same applies hereinafter) are also fixed.
このとき、位置方位検出装置7は、位置電気信号に基づいて、時間tの関数として、各送信コイル41〜43の位置・方位データを以下のように算出し、超音波観測装置2の演算・制御部21へ出力する。
第1送信コイル41の位置C1(t)の位置ベクトルOC1(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
第1送信コイル41の巻線の軸方向を示す単位方向ベクトルV1(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
第2送信コイル42の位置C2(t)の位置ベクトルOC2(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
第2送信コイル42の巻線の軸方向を示す単位方向ベクトルV2(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
第3送信コイル43の位置C3(t)の位置ベクトルOC3(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
第3送信コイル43の巻線の軸方向を示す単位方向ベクトルV3(t)の直交座標軸O-xyzに対する各方向成分
At this time, the position /
Each direction component of the position vector OC 1 (t) of the position C 1 (t) of the first transmission coil 41 with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz Unit direction vector V 1 (t indicating the axial direction of the winding of the first transmission coil 41 ) Of each direction component with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz. Each direction component with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz of the position vector OC 2 (t) of the position C 2 (t) of the second transmission coil 42 of the winding of the second transmission coil 42 Each direction component of the unit direction vector V 2 (t) indicating the axial direction with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz Each of the position vectors OC 3 (t) of the position C 3 (t) of the third transmitting coil 43 with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz Direction component Each direction component with respect to the orthogonal coordinate axis O-xyz of the unit direction vector V 3 (t) indicating the axial direction of the winding of the third transmission coil 43
ここで、キーボード4Aの自動検出キー4fが押下されると、演算・制御部21は、上述した実施形態1と異なる以下のような動作を行う。
Here, when the automatic detection key 4f of the
まず、本実施形態では、原点O’を超音波振動子16で構成される2次元アレイの中心位置に定義して、術者が被検者を検査する実際の空間上に直交座標軸O’-x'y'z'とその正規直交基底(各軸方向の単位ベクトル)i’,j’,k’とを次の数式1に示すように固定する。
[数1]
i’=V2(t)
j’=V3(t)
k’=V2(t)×V3(t)
ここに、k’を示す式の右辺における記号「×」は外積を表している。
First, in the present embodiment, the origin O ′ is defined as the center position of the two-dimensional array composed of the ultrasonic transducers 16, and the orthogonal coordinate axis O′− is placed on the actual space where the operator examines the subject. x′y′z ′ and its orthonormal basis (unit vector in each axial direction) i ′, j ′, k ′ are fixed as shown in the following
[Equation 1]
i ′ = V 2 (t)
j ′ = V 3 (t)
k ′ = V 2 (t) × V 3 (t)
Here, the symbol “x” on the right side of the expression indicating k ′ represents an outer product.
このとき、原点O’の位置は、位置方位検出装置7から出力されたC2(t)およびC3(t)と、設計上決められている超音波内視鏡1の先端部13内の超音波振動子16でなる2次元アレイと第2,第3送信コイル42,43との相対位置と、に基づいて算出することができる。
At this time, the position of the origin O ′ is C 2 (t) and C 3 (t) output from the position /
次に、位置方位検出装置7から出力されたC1(t)およびV1(t)を、O’-x'y'z'座標における値であるC1’(t)およびV1’(t)にそれぞれ座標変換する。
Next, C 1 (t) and V 1 (t) output from the position /
続いて、演算・制御部21は、C1’(t)およびV1’(t)を含み、振動子面に垂直な2次元超音波画像32を、3Dデータ31から切り出すように、表示制御部25を制御する。
Subsequently, the calculation /
演算・制御部21は、このような一連の動作を、位置方位検出装置7から位置・方位データが入力される毎に繰り返して行う。
The calculation /
また、キーボード4Aの自動検出キー4fが再度押下されると、3Dデータ31から切り出す2次元超音波画像32の位置を、押下された時点での位置に固定するように、表示制御部25を制御する。そしてこの位置を初期2次元画像位置として、超音波診断装置は、上述した実施形態1と同様の動作を行う。
When the automatic detection key 4f of the
また、フットスイッチ6の+キー6aはキーボード4Aの2次元画像選択キー(+)4dと同様の操作を行うためのものであり、フットスイッチ6の−キー6bはキーボード4Aの2次元画像選択キー(−)4eと同様の操作を行うためのものである。
The + key 6a of the foot switch 6 is for performing the same operation as the two-dimensional image selection key (+) 4d of the
本実施形態におけるその他の作用は、上述した実施形態1と同様である。 Other operations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
このような実施形態2によれば、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏するとともに、穿刺針9の長軸が描出される2次元超音波画像32を常時自動的に表示することができるために、マニュアルで位置を合わせる必要がなく、術者の負担を軽減し、検査時間を短縮することができる。
According to the second embodiment, the two-dimensional ultrasonic image 32 in which the long axis of the
また、スタイレット44に送信コイルを設けたために、中空の穿刺針9を使用する場合にも、穿刺動作の妨げになることなく位置センサを内蔵することができる。
Further, since the transmission coil is provided in the stylet 44, even when the
さらに、自動的に穿刺針9の長軸が描出される2次元超音波画像32を表示させた後に、マニュアルで位置を変更することができるために、スタイレット44を穿刺針9から抜いた後に、細胞や組織の採取率を向上するために穿刺針9を病変部内で動かす操作をしているときにも、微調整を行って確実に穿刺針9を描出することが可能となる。また、周囲の磁場環境が良好でないためにセンサ精度が低下した場合にも、微調整を行って確実に穿刺針9を描出することが可能となる。
Furthermore, since the position can be changed manually after displaying the two-dimensional ultrasound image 32 in which the long axis of the
さらに、2次元超音波画像32を選択する手段として、フットスイッチ6を設けたために、足による操作も可能となる。このときには、操作部12から2次元画像選択ノブ19を省略することも可能となり、両手がふさがっている状態でも操作できるという効果を損うことなく、超音波プローブの操作部12を軽量化することができる。 Further, since the foot switch 6 is provided as means for selecting the two-dimensional ultrasonic image 32, an operation with a foot is also possible. At this time, the two-dimensional image selection knob 19 can be omitted from the operation unit 12, and the weight of the operation unit 12 of the ultrasonic probe can be reduced without impairing the effect that the operation can be performed even when both hands are occupied. Can do.
<変形例>
なお、上述では、交番磁場を励起するための送信コイル41〜43を超音波内視鏡1の先端部13とスタイレット44の先端部とに設けるとともに、交番磁場を検出して位置電気信号を出力する受信コイル8を超音波内視鏡1の外部の所定位置に配置していた。しかし、これに限らず、送信コイル41〜43を超音波内視鏡1の外部の所定位置に配置するとともに、受信コイル8を超音波内視鏡1の先端部13とスタイレット44の先端部とに設けるようにしても構わない。このような構成によっても、位置方位検出装置7は、受信コイル8が出力する位置電気信号に基づいて、送信コイルの位置・方位データを同様に算出して出力することが可能である。
<Modification>
In the above description, the transmission coils 41 to 43 for exciting the alternating magnetic field are provided at the
また、上述ではスタイレット44に1個のコイルを設けているが、例えば2個のコイルを設ける構成にして、各コイルの位置を含み、何れか一方のコイルの巻線の軸方向ベクトルと平行な2次元超音波画像32を、3Dデータ31から切り出すようにしても良い。これにより、穿刺針9が曲がってしまった場合であっても、穿刺針9の長軸が描出される2次元超音波画像32を表示することが可能となる。
Further, in the above description, one coil is provided in the stylet 44. However, for example, a configuration in which two coils are provided, including the position of each coil, is parallel to the axial vector of the winding of one of the coils. The two-dimensional ultrasonic image 32 may be cut out from the
さらに、本実施形態においては、その他にも、上述した実施形態1と同様の変形例を適用することができる。 Furthermore, in the present embodiment, other than that, the same modification example as in the first embodiment described above can be applied.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the spirit of the invention.
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
[Appendix]
According to the above-described embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[付記1]
生体内において超音波を三次元的に走査するための超音波プローブと、
前記超音波プローブにより得られた超音波信号に基づき超音波ボリュームデータを作成するボリュームデータ作成手段と、
前記超音波ボリュームデータの中から断層面を選択する断層面選択手段と、
前記走査中に前記断層面選択手段により選択された断層面を二次元超音波画像として表示する表示装置と、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
[Appendix 1]
An ultrasound probe for three-dimensionally scanning ultrasound in a living body;
Volume data creating means for creating ultrasonic volume data based on an ultrasonic signal obtained by the ultrasonic probe;
A tomographic plane selecting means for selecting a tomographic plane from the ultrasonic volume data;
A display device for displaying the tomographic plane selected by the tomographic plane selection means during the scanning as a two-dimensional ultrasound image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
付記1の発明によれば、走査中に超音波ボリュームデータの中から断層面を選択して、選択した断層面を二次元超音波画像として表示することが可能となる。従って、例えば、穿刺針が斜めに突出したりあるいは穿刺針が湾曲したりした場合であっても、穿刺針の先端を2次元超音波画像により確実に確認することができる。これにより、穿刺針の先端が腫瘍内部まで到達していることを確認することができるために、診断の正確性が向上する。また、湾曲した穿刺針を交換して再度穿刺しなければならないことも無くなるために、経済性も向上する。
According to the invention of
[付記2]
前記断層面選択手段は、マニュアルによる断層面の選択入力を行うためのマニュアル選択手段を含むものであることを特徴とする付記1に記載の超音波診断装置。
[Appendix 2]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to
付記2の発明によれば、マニュアルによる断層面の選択入力を行うことができるために、センサ等を用いて自動で選択する手段に比して、所望の断層面を確実に選択することができ、装置の構成を小型化し簡易化することも可能となる。そして、術者が表示させたい角度から確実に表示することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, since manual selection of the tomographic plane can be performed, it is possible to reliably select a desired tomographic plane as compared with means for automatically selecting using a sensor or the like. It is also possible to simplify and simplify the configuration of the apparatus. And it becomes possible to display reliably from the angle which an operator wants to display.
[付記3]
前記超音波プローブは、手により操作を行うための操作部を有して構成されたものであり、
前記マニュアル選択手段は、前記超音波プローブの操作部に配設されたものであることを特徴とする付記2に記載の超音波診断装置。
[Appendix 3]
The ultrasonic probe is configured to have an operation unit for performing an operation by hand,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, wherein the manual selection unit is disposed in an operation unit of the ultrasonic probe.
付記3の発明によれば、操作部において断層面の選択入力を手で行うことが可能となるために、超音波プローブが通常両手で把持するタイプのものである場合(例えば超音波内視鏡である場合)にも、超音波プローブを両手で把持したまま、表示装置に表示される2次元超音波画像を選択することができて、術者の負担が軽減される。さらに、例えば穿刺針による穿刺を行うときには、一方の手で操作部を、他方の手で穿刺針を、それぞれ操作することが考えられるが、このときであっても、補助者を必要とすることなく、穿刺針が描出された2次元超音波画像を表示させることが可能となる。 According to the third aspect of the invention, since it is possible to manually input a tomographic plane in the operation unit, the ultrasonic probe is of a type that is normally held with both hands (for example, an ultrasonic endoscope). In this case, the two-dimensional ultrasound image displayed on the display device can be selected while holding the ultrasound probe with both hands, and the burden on the operator is reduced. Furthermore, for example, when performing puncturing with a puncture needle, it is conceivable to operate the operation unit with one hand and the puncture needle with the other hand, but even at this time, an assistant is required. In addition, it is possible to display a two-dimensional ultrasonic image in which the puncture needle is depicted.
[付記4]
前記マニュアル選択手段は、足による選択入力を行うためのフットスイッチを含むものであることを特徴とする付記2に記載の超音波診断装置。
[Appendix 4]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, wherein the manual selection means includes a foot switch for performing selection input by a foot.
付記4の発明によれば、足により断層面の選択入力を行うことが可能となるために、超音波プローブが通常両手で把持するタイプのものである場合(例えば超音波内視鏡である場合)にも、超音波プローブを両手で把持したまま、表示装置に表示される2次元超音波画像を選択することができて、術者の負担が軽減される。さらに、例えば穿刺針による穿刺を行うときには、一方の手で操作部を、他方の手で穿刺針を、それぞれ操作することが考えられるが、このときであっても、補助者を必要とすることなく、穿刺針が描出された2次元超音波画像を表示させることが可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, since it is possible to select and input a tomographic plane with a foot, when the ultrasonic probe is of a type that is normally grasped with both hands (for example, an ultrasonic endoscope) ), It is possible to select a two-dimensional ultrasonic image displayed on the display device while holding the ultrasonic probe with both hands, thereby reducing the burden on the operator. Furthermore, for example, when performing puncturing with a puncture needle, it is conceivable to operate the operation unit with one hand and the puncture needle with the other hand, but even at this time, an assistant is required. In addition, it is possible to display a two-dimensional ultrasonic image in which the puncture needle is depicted.
[付記5]
前記断層面選択手段は、前記超音波ボリュームデータ上で指定した2点を通る直線を回転軸として、前記回転軸周りの回転角を指定することにより、該超音波ボリュームデータの中から断層面を選択するように構成されたものであることを特徴とする付記1から付記4の何れか一項に記載の超音波診断装置。
[Appendix 5]
The tomographic plane selection means designates a tomographic plane from the ultrasonic volume data by designating a rotation angle around the rotational axis with a straight line passing through two points designated on the ultrasonic volume data as a rotational axis. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of
付記5の発明によれば、例えば穿刺針を用いる際には、指定する2点を穿刺針上に設定することにより、穿刺針の長軸が描出された2次元超音波画像を容易に表示させることが可能となって、検査時間を短縮することができる。 According to the invention of appendix 5, for example, when using a puncture needle, by setting two designated points on the puncture needle, a two-dimensional ultrasound image in which the long axis of the puncture needle is depicted is easily displayed. This makes it possible to shorten the inspection time.
[付記6]
前記超音波プローブは、処置具を挿通可能な処置具チャンネルを有して構成されたものであり、
この処置具チャンネルに挿通される処置具と、
前記超音波プローブの位置と、前記処置具の位置と、を検出するための位置検出手段と、
をさらに具備し、
前記断層面選択手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記断層面を選択するものであることを特徴とする付記1に記載の超音波診断装置。
[Appendix 6]
The ultrasonic probe is configured to have a treatment instrument channel through which a treatment instrument can be inserted,
A treatment instrument inserted into the treatment instrument channel;
Position detecting means for detecting the position of the ultrasonic probe and the position of the treatment instrument;
Further comprising
The ultrasonic diagnostic apparatus according to
付記6の発明によれば、断層面選択手段が、位置検出手段により検出された位置情報に基づいて断層面を選択するために、処置具の長軸が描出される2次元超音波画像を自動的に常時表示することが可能となる。従って、マニュアルで位置を合わせる必要がなくなり、術者の負担を軽減し、検査時間を短縮することができる。 According to the sixth aspect of the invention, the tomographic plane selecting unit automatically selects a two-dimensional ultrasonic image in which the long axis of the treatment tool is drawn in order to select the tomographic plane based on the position information detected by the position detecting unit. Therefore, it is possible to always display. Therefore, it is not necessary to align the position manually, so that the burden on the operator can be reduced and the examination time can be shortened.
[付記7]
前記位置検出手段は磁気センサを含み、
前記処置具は、生体に刺入され得るものであり中空部分を備えた穿刺針と、前記穿刺針の中空部分に挿通されるように構成されたスタイレットと、を含み
前記磁気センサは、複数であって、前記超音波プローブと前記スタイレットとにそれぞれ配設されたものであることを特徴とする付記6に記載の超音波診断装置。
[Appendix 7]
The position detecting means includes a magnetic sensor;
The treatment instrument includes a puncture needle that can be inserted into a living body and has a hollow portion, and a stylet configured to be inserted through the hollow portion of the puncture needle. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 6, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is provided on each of the ultrasonic probe and the stylet.
付記7の発明によれば、磁気センサをスタイレットに配設するようにしたために、磁気センサの配設が困難な中空部分を備えた穿刺針を使用する場合にも、穿刺針の長軸が描出される2次元超音波画像を自動的に常時表示することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the magnetic sensor is disposed on the stylet, the long axis of the puncture needle can be used even when a puncture needle having a hollow portion in which the magnetic sensor is difficult to be disposed is used. It is possible to automatically always display the two-dimensional ultrasonic image drawn.
[付記8]
前記断層面選択手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて前記断層面を選択するものであるとともに、さらに、マニュアルによる断層面の選択入力を行うためのマニュアル選択手段を含むものであることを特徴とする付記6または付記7に記載の超音波診断装置。
[Appendix 8]
The tomographic plane selecting means selects the tomographic plane based on the position information detected by the position detecting means, and further includes a manual selecting means for performing manual selection of the tomographic plane. 8. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 6 or
付記8の発明によれば、位置情報に基づく自動的な断層面の選択が可能であるとともに、さらに、マニュアルによる断層面の選択を行うことも可能であるために、例えば、スタイレットを穿刺針から抜いた後に、細胞や組織の採取率を向上するために穿刺針を病変部内で動かす操作をしているときにも、微調整を行って確実に穿刺針を描出することが可能となる。また、周囲の磁場環境が良好でないためにセンサ精度が低下した場合にも、微調整を行って確実に穿刺針を描出することが可能となる。 According to the invention of Supplementary Note 8, since it is possible to automatically select a tomographic plane based on position information, and also to select a tomographic plane manually, for example, a stylet is inserted into a puncture needle. Even when the puncture needle is moved in the lesioned part in order to improve the collection rate of cells and tissues after being removed from the cell, fine adjustment can be performed and the puncture needle can be reliably depicted. Further, even when the sensor accuracy is lowered because the surrounding magnetic field environment is not good, it is possible to finely adjust the puncture needle to be surely depicted.
[付記9]
前記超音波ブローブは、二次元状に配列された複数個の超音波振動子を有して構成されたものであることを特徴とする付記1から付記8の何れか一項に記載の超音波診断装置。
[Appendix 9]
The ultrasonic wave according to any one of
付記9の発明によれば、二次元状に配列された複数個の超音波振動子を有する超音波ブローブにおいて、走査中に超音波ボリュームデータの中から断層面を選択して、選択した断層面を二次元超音波画像として表示することが可能となる。
According to the invention of
[付記10]
前記超音波プローブは、体腔内に挿入して使用され得る超音波プローブであることを特徴とする付記1に記載の超音波診断装置。
[Appendix 10]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to
付記10の発明によれば、体腔内に挿入して使用され得る超音波プローブにおいて、走査中に超音波ボリュームデータの中から断層面を選択して、選択した断層面を二次元超音波画像として表示することが可能となる。 According to the invention of Supplementary Note 10, in an ultrasonic probe that can be used by being inserted into a body cavity, a tomographic plane is selected from ultrasonic volume data during scanning, and the selected tomographic plane is converted into a two-dimensional ultrasonic image. It is possible to display.
[付記11]
前記超音波プローブは、処置具を挿通可能な処置具チャンネルを有して構成されたものであることを特徴とする付記1から付記5の何れか一項に記載の超音波診断装置。
[Appendix 11]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of
付記11の発明によれば、処置具を挿通可能な処置具チャンネルを有する超音波プローブにおいて、走査中に超音波ボリュームデータの中から断層面を選択して、選択した断層面を二次元超音波画像として表示することが可能となる。
According to the invention of
本発明は、生体内に超音波を送受して得られる超音波信号により超音波画像を作成する超音波診断装置に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for an ultrasonic diagnostic apparatus that creates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves into a living body.
1…超音波内視鏡(超音波プローブ)
2…超音波観測装置
3…モニタ(表示装置)
3a…モニタ画面
4,4A…キーボード(断層面選択手段、マニュアル選択手段)
4a…走査開始キー
4b…1点目指定キー
4c…2点目指定キー
4d…2次元画像選択キー(+)
4e…2次元画像選択キー(−)
4f…自動検出キー
5…トラックボール(断層面選択手段、マニュアル選択手段)
6…フットスイッチ(断層面選択手段、マニュアル選択手段)
6a…+キー
6b…−キー
7…位置方位検出装置(位置検出手段)
8…受信コイル(位置検出手段、磁気センサ)
9…穿刺針(処置具)
11…挿入部
12…操作部
13…先端部
14…湾曲部
15…可撓部
16…超音波振動子
17…鉗子チャンネル(処置具チャンネル)
17a,17b…鉗子チャンネル口
18…湾曲ノブ
19…2次元画像選択ノブ(断層面選択手段、マニュアル選択手段)
21…演算・制御部(断層面選択手段)
22…超音波送信部
23…超音波受信部
24…超音波画像作成部(ボリュームデータ作成手段)
25…表示制御部(断層面選択手段)
31…3Dデータ
32…2次元超音波画像
33…カーソル
41…第1送信コイル(位置検出手段、磁気センサ)
42…第2送信コイル(位置検出手段、磁気センサ)
43…第3送信コイル(位置検出手段、磁気センサ)
44…スタイレット(処置具)
1 ... Ultrasound endoscope (ultrasonic probe)
2 ... Ultrasonic observation device 3 ... Monitor (display device)
3a ... monitor
4a: Scan start key 4b: First point designation key 4c: Second point designation key 4d: Two-dimensional image selection key (+)
4e 2D image selection key (-)
4f ... Automatic detection key 5 ... Trackball (tomographic plane selection means, manual selection means)
6. Foot switch (fault plane selection means, manual selection means)
6a ... + key 6b ...-
8 ... Receiving coil (position detecting means, magnetic sensor)
9 ... Puncture needle (treatment instrument)
DESCRIPTION OF
17a, 17b ...
21 ... Calculation / control section (fault plane selection means)
22 ...
25. Display control unit (tomographic plane selection means)
31 ... 3D data 32 ... 2D
42 ... 2nd transmission coil (position detection means, magnetic sensor)
43. Third transmitting coil (position detecting means, magnetic sensor)
44 ... Stylet (treatment tool)
Claims (11)
前記超音波プローブにより得られた超音波信号に基づき超音波ボリュームデータを作成するボリュームデータ作成手段と、
前記超音波ボリュームデータの中から断層面を選択する断層面選択手段と、
前記走査中に前記断層面選択手段により選択された断層面を二次元超音波画像として表示する表示装置と、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasound probe for three-dimensionally scanning ultrasound in a living body;
Volume data creating means for creating ultrasonic volume data based on an ultrasonic signal obtained by the ultrasonic probe;
A tomographic plane selecting means for selecting a tomographic plane from the ultrasonic volume data;
A display device for displaying the tomographic plane selected by the tomographic plane selection means during the scanning as a two-dimensional ultrasound image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記マニュアル選択手段は、前記超音波プローブの操作部に配設されたものであることを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic probe is configured to have an operation unit for performing an operation by hand,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the manual selection unit is disposed in an operation unit of the ultrasonic probe.
この処置具チャンネルに挿通される処置具と、
前記超音波プローブの位置と、前記処置具の位置と、を検出するための位置検出手段と、
をさらに具備し、
前記断層面選択手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記断層面を選択するものであることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic probe is configured to have a treatment instrument channel through which a treatment instrument can be inserted,
A treatment instrument inserted into the treatment instrument channel;
Position detecting means for detecting the position of the ultrasonic probe and the position of the treatment instrument;
Further comprising
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the tomographic plane selecting unit is configured to select the tomographic plane based on position information detected by the position detecting unit.
前記処置具は、生体に刺入され得るものであり中空部分を備えた穿刺針と、前記穿刺針の中空部分に挿通されるように構成されたスタイレットと、を含み
前記磁気センサは、複数であって、前記超音波プローブと前記スタイレットとにそれぞれ配設されたものであることを特徴とする請求項6に記載の超音波診断装置。 The position detecting means includes a magnetic sensor;
The treatment instrument includes a puncture needle that can be inserted into a living body and has a hollow portion, and a stylet configured to be inserted through the hollow portion of the puncture needle. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is disposed on each of the ultrasonic probe and the stylet.
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